Original paper

Pan-Arctic Land Cover Mapping and Fire Assessment for the ESA Data User Element Permafrost

Urban, Marcel; Hese, Sören; Herold, Martin; Pöcking, Stefan; Schmullius, Christiane

PFG Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation Jahrgang 2010 Heft 4 (2010), p. 283 - 293

published: Aug 1, 2010

DOI: 10.1127/1432-8364/2010/0056

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ArtNo. ESP172201004007

P

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Abstract

The paper presents first results of a pan-boreal scale land cover harmonization and classification. A methodology is presented that combines global and regional vegetation datasets to extract percentage cover information for different vegetation physiognomy and barren for the pan-arctic region within the ESA Data User Element Permafrost. Based on the legend description of each land cover product the datasets are harmonized into four LCCS (Land Cover Classification System) classifiers which are linked to the MODIS Vegetation Continuous Field (VCF) product. Harmonized land cover and Vegetation Continuous Fields products are combined to derive a best estimate of percentage cover information for trees, shrubs, herbaceous and barren areas for Russia. Future work will concentrate on the expansion of the developed methodology to the pan-arctic scale.Since the vegetation builds an isolation layer, which protects the permafrost from heat and cold temperatures, a degradation of this layer due to fire strongly influences the frozen conditions in the soil. Fire is an important disturbance factor which affects vast processes and dynamics in ecosystems (e.g. biomass, biodiversity, hydrology, etc.). Especially in North Eurasia the fire occupancy has dramatically increased in the last 50 years and has doubled in the 1990s with respect to the last five decades. A comparison of global and regional fire products has shown discrepancies between the amounts of burn scars detected by different algorithms and satellite data.

Kurzfassung

In diesem Paper werden die Ergebnisse einer land cover Harmonisierung und Klassifikation verschiedener Vegetationsprodukte auf pan-borealer Ebene dargestellt. In der vorgestellten Methodik werden globale und regionale Produkte kombiniert und Bedeckungsinformationen verschiedener Vegetationstypen und brachliegenden Flächen auf pan-arktischer Ebene als Teil des ESA Data User Element Permafrost abgeleitet. Anhand von produktspezifischen Legendenbeschreibungen werden die Landbedeckungsklassen zu vier LCCS Klassifikatoren zusammengefasst, die mit dem MODIS VCF Produkt kombiniert werden. Ziel dieser Kombination von land cover und VCF, ist die Ableitung einer so genannten ,,best map, die Bedeckungsinformationen über Bäume, Sträucher, Gräser und brachliegende Flächen in Russland beinhaltet. Für zukünftige Arbeiten ist die Ausweitung der Methodik auf den pan-borealen Bereich vorgesehen.Die Vegetation stellt eine Isolationsschicht dar, die den Permafrostboden vor Wärme- und Kälteeinflüssen nachhaltig schützt. Eine Degradation der Vegetationsdecke, durch beispielsweise Feuerereignisse, hat großen Einfluss auf die Temperaturdynamiken des Permafrostes. Feuer spielen einen entscheidenden Faktor in der Veränderung von Ökosystemprozessen (z. B. Biomasse, Biodiversität, Hydrologie, usw.). In Nordeurasien ist ein dramatischer Anstieg von Feuerereignissen in den letzten 5 Dekaden zu verzeichnen, der sich in den 90er Jahre bezüglich der letzten 50 Jahre verdoppelte. Ein Vergleich von globalen und regionalen Feuerprodukten, abgeleitet aus Fernerkundungsdaten, zeigten Diskrepanzen in der Detektion von Brandnarben durch verschiedene Produkte.

Keywords

land cover harmonizationpan borealvegetation continuous fieldburned areaglobcarbonmodis